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污水泵站自动化控制的改进措施
更新时间:2016-10-12 来源:《中国机械》 作者:李雪梅

摘要:为了保护有限的水资源,城市污水须经过处理才能排放。经济的发展促进了城市的繁荣,但也产生了大量的城市污水,对泵站的污水处理能力造成了严峻的挑战。对泵站自动化控制进行改进具有较高的经济效益和社会效益,这是因为泵站污水处理越强,城市的水环境就越健康,而健康的水环境既是经济健康发展的保障,也是满足人们日常用水的实际要求。

随着社会的发展,城市人口急剧膨胀,生产效率高度提升,产生了大量的生活污水和生产污水,极大地加大了泵站的工作量。为了提升工作效率,泵站逐步实现了污水处理的自动化控制,但在实际的运行中还是发现不少问题,对自动控制进行改进既能解决这些问题,还能进一步提升泵站的自动化控制水平。极具现实意义。污水泵站自动化控制的改进措施有多种,其中最重要就是引入模糊控制法和实行泵轮值控制,前者能提升自动化控制的智能化水平,后者能提升自动化控制的合理性,均能提升泵站工作状态。

1.引入模糊控制法

模糊控制法引入需要结合污水处理的实际需要和现场的基本情况,然后在具体的操作中不断积累经验,提升数据整理的科学性,确保污水泵站自动化控制的各个环节都能有序、高效地进行。在运用模糊控制法改进自动化控制中,工程人员应充分了解其特点和工作原理。

1.1模糊控制系统

传统的自动化控制采用被动控制法,只关注液位的变化,而集水井具有一定的滞后性和非线性,这就使得控制丧失一定的联动性。引入模糊控制系统后,其不仅能收集操作人员控制规律和方法,还能经由计算机的智能化分析给出最佳的自动控制方法和规律,比如具备根据液位变化率和液位差控制PD结构的能力,能极大地提升自动化控制的效果和污水的处理质量。在模糊控制系统下,自动化控制将更加的智能,使得自动控制系统的运行更加的高效,降低了对人工操作的依赖。

1.2模糊控制器的语言变量

启动泵台数(U)、液位变化率(EC)、液位差(E)是模糊控制器三个语言变量,不同的语言变量对应不同的控制操作。EC、E是输入语言变量,它们发生变化时会反馈到模糊控制器上,然后根据PLC编程输出语言变量U,经由非线性的PD控制系统给出相应操作指令,实现对启动泵台数的控制。不同的污水公司,采样间隔时间不同,一般情况下是10s。

1.3模糊论域和隶属度函数

模糊子集隶属函数的图形越尖,模糊集合的分辨率就越高,对EC、E变化就表现的越敏感,控制会非常高效、迅速模糊子集隶属函数的图形越扁,模糊集合的分辨率就越低,对EC、E变化就表现的越保守,控制会非常的稳定、平滑。所说说不同的隶属度函数代表不同的控制涵义。

2.实行泵轮值控制

泵轮值就是对水泵的工作量和启动平率进行控制,从而保证各个水泵工作量和启动次数的平均性,使每台水泵的工作负荷适当,避免一台或多台水泵的过度使用,有利于延长水泵的使用寿命,提升其工作效率。在水泵启动时,控制系统会对水泵的启动顺序就行编码,对启动次数进行记录,让每个水泵都有机会分配到污水,分配污水的流量也更加的平均。具体方式下:水泵启动时开始计时,水泵运行结束时停止计时,泵轮值控制系统根据水泵的运行时间进行排序,运行时间或由高到低或由低到高;水泵启动时累计增加一次启动次数,水泵运行结束时,泵轮值控制系统根据总的启动次数进行排序,启动频率或高到低或由低到高。在下次启动时,会按顺序先启动启动频率较低的水泵和启动时间较短的水泵,甚至可以按顺序先停止启动早或启动次数多的水泵。

此外,但启动顺序中的某台水泵出现故障时,泵轮值控制系统会自动跳过该台水泵,启动下个水泵,避免故障水泵影响自动控制系统的效率,也使得污水的抽排顺利进行。值得注意的是,但泵房水位没有变化时,轮值控制系统会默认水泵没有正常工作,不会对水泵的工作时间和启动次数进行记录,极容易出现单个水泵超负荷工作的现象,对此可设定水泵的工作上限,确保超时工作后能强制切换或对泵轮值控制进行升级,使其能在泵房水位不变化时依旧能区分水泵是否在工作,避免水泵由于过度使用出现使用寿命或工作效率降低的问题。同时应加强启动周期的设置,尽可能减少水泵启动的频率,避免出现电压过大的情况,以减少线路负荷,维护用电安全。

3.污水泵站自动化控制改进时的注意事项

自动化控制的改进应与监控系统的优化同步进行。监控中心要具备远程监控的能力,使得泵站管理人员能及时知道污水池水位、出站流量、格栅机的工作状态以及池内有害气体浓度等,并对泵站重要的工位应进行图像监视,便于问题的早发现早解决,确保泵站处于良好的工作状态。此外,为了减少对环境的污染,应对格栅机加装玻璃钢防臭气罩,减少污水臭气的散发。

4.结束语

自动化控制是泵站污水处理的核心技术,自动化控制越智能、越合理,泵站的污水处理效率就越高,水泵的使用寿命就越长。所以说,我们要在实际的工作,根据污水处理的需要,不断引进新的技术和方法,加强自动化控制的改进,不断优化泵站的自动化控制系统,实现泵站工作状态的提升。

版权、出处:《中国机械》

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